衛星熱画像を活用した次世代型地中熱源ヒートポンプの適地評価手法の開発

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【研究背景と目的】地球温暖化やエネルギー問題に対応するために再生可能エネルギーへの転換が求められている。地中熱システムは、コスト面での課題となっており、これを解決するひとつの方法として、複数の用途の異なる施設間で熱交換井を共有して活用する「地中熱の面的利用」が注目されている。その際に、施設間を結ぶ熱導管の埋設深度は、地表面温度の変動の影響が小さい深い深度に設置することが望ましい。このような評価方法を確立し、社会に発信することで社会実装に役立てることができる。【研究方法】熱導管の埋設深度を評価する直接的な方法は、土壌中の温度を深度別に測定することである。ただし、この方法では、多地点で１年以上の長期間測定することは困難である。そこで、本研究では地表面における温度をモニタリングし、熱輸送方程式を用いて深度別の温度を推定する。ただし地表面における温度測定も、多地点で長期間測定することは難しい。そこで、本研究では衛星による熱画像を解析し、地下温度変動を推定し、熱導管の最適深度を評価する方法を新たに提案する。この衛星熱画像は１㎞程度の低分解能であることから、地表面の実測データやドローンを活用した高分解能な熱画像も活用し、評価手法を検討するものとする。【本年度の研究成果】本年度は高解像度の赤外画像を得るためにドローンを活用した調査を行った。対象地域は埼玉県環境科学国際センターの生態園と神奈川県温泉地学研究所の敷地である。その結果、土地利用と地表温度は関連があることが分かった。本研究で活用しているドローンでは、数値データを解析時にそのまま利用できない仕様であることから、プログラム言語Pythonを活用した解析プログラムを新たに作成し、グレースケールと温度情報が対応するような画像を新たに作成し、解析することができる。さらに実測値と比較するために7地点で土壌温度モニタリングを行った。